信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置方法綜述

陳熹

(合肥工業(yè)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院,安徽合肥　230009)

信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置方法綜述

陳熹

(合肥工業(yè)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院,安徽合肥230009)

由于在空間以及時(shí)間上的限制,平面交叉口瓶頸作為影響整個(gè)道路交通系統(tǒng)能否完全發(fā)揮其功能的影響因素這一問題正日益嚴(yán)重。近幾年,對(duì)于交通工程研究的重心正逐步轉(zhuǎn)移到對(duì)現(xiàn)有道路設(shè)施的充分利用上來,希望通過見效快、成本低的交通流組織方法和交通控制手段來解決交通系統(tǒng)中產(chǎn)生的一些問題,從而達(dá)到改善交通運(yùn)行狀況的目的。本文基于借鑒海內(nèi)外關(guān)于交叉口設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,對(duì)左轉(zhuǎn)車道設(shè)置的條件、方法以及左彎待轉(zhuǎn)區(qū)的設(shè)計(jì)等方面作了探討,從而為左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置提供了參考性的依據(jù)。

交叉口左轉(zhuǎn)車道沖突

作為城市道路的一個(gè)不可分割的組成部分，信號(hào)交叉口起著連接道路的重要作用，城市路網(wǎng)的通行能力，很大程度上受信號(hào)交叉口通行能力的限制，從而在路網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和改造過程中，以及在后期的交通治理中，信號(hào)交叉口占據(jù)著重中之重的地位。鑒于直行車與對(duì)向左轉(zhuǎn)車的沖突是信號(hào)交叉口通行能力的主要影響原因之一，合理的交叉口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。[1]

1　左轉(zhuǎn)車道及左轉(zhuǎn)專用車道設(shè)置條件

1.1左轉(zhuǎn)車道設(shè)置條件

一般情況下，關(guān)于城市道路左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置沒有明確的規(guī)定，在設(shè)計(jì)交叉口時(shí)，都是根據(jù)具體實(shí)際情況而進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)左轉(zhuǎn)交通量占該進(jìn)口道交通量10%左右時(shí)，應(yīng)設(shè)置左轉(zhuǎn)車道。或者在不滿足設(shè)置禁左的道路條件下，在交叉口處設(shè)置左轉(zhuǎn)車道。[2]

1.2左轉(zhuǎn)專用車道設(shè)置條件

(1)左轉(zhuǎn)交通量占整個(gè)進(jìn)口道交通量20%以上，且左轉(zhuǎn)車輛對(duì)其他方向車流影響較大;(2)在設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道后，其他兩個(gè)方向共占有不小于2條車道;(3)需要設(shè)置專用的左轉(zhuǎn)相位配時(shí)。[3]

圖1　消除部分中央分隔帶拓寬進(jìn)口道示意圖

圖2　偏心設(shè)置中央分隔帶拓寬進(jìn)口道示意圖

2　交叉口左轉(zhuǎn)車道設(shè)置方法

通常情況下，一般的城市交叉口多為四路交叉，信號(hào)控制的四路交叉口左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置大概分為以下兩類:

2.1左轉(zhuǎn)車輛與直行車輛共用車道

該設(shè)置方法一般適用于兩支路相交或交通量不大的兩主干路相交，某一相位綠燈亮?xí)r，等候的左轉(zhuǎn)車流和直行車流一同進(jìn)入交叉口，左轉(zhuǎn)車輛需穿越對(duì)向直行車輛間隙實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn);或者左轉(zhuǎn)車輛在綠燈啟動(dòng)時(shí)，先于對(duì)向直行車輛到達(dá)沖突點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)。

因?yàn)樾盘?hào)燈的作用，當(dāng)直行車流匯入設(shè)置兩相位信控交叉口后，與無信控交叉口所形成的車頭間隙分布有較大的差異。對(duì)左轉(zhuǎn)車來說，拒絕間隙和可接受間隙是對(duì)向兩相鄰直行車的兩種車頭間隙，臨界間隙是拒絕間隙和可接受間隙的分界點(diǎn)。只有產(chǎn)生可接受間隙時(shí)，這些車輛才有機(jī)會(huì)通行。[4]

(1)紅燈結(jié)束綠燈亮起時(shí)，通過路口的對(duì)向直行車流的車頭時(shí)距基本為飽和車頭時(shí)距，此時(shí)生成的車頭時(shí)距叫做最小拒絕間隙，因而等待的左轉(zhuǎn)車輛無法左轉(zhuǎn)穿行。

(2)當(dāng)對(duì)向直行交通流的車頭間隙介于飽和車頭間隙和臨界間隙之間時(shí)，等候的左轉(zhuǎn)車若在此時(shí)穿行必將影響對(duì)向直行交通流，乃至造成車輛碰撞。因而等待的左轉(zhuǎn)車輛也無法左轉(zhuǎn)穿行。[5]

(3)當(dāng)對(duì)向直行交通流的車頭間隙超過臨界間隙時(shí)，此時(shí)產(chǎn)生的車頭間隙稱為可接受間隙，等待的左轉(zhuǎn)車輛能夠一輛或連續(xù)幾輛穿行對(duì)向直行車流間隙。

2.2左轉(zhuǎn)專用道設(shè)置方法

該種方法正常適用于兩主干道相交的路口，或城市道路上左轉(zhuǎn)車流占整個(gè)進(jìn)口道車流比重較大的路口。某進(jìn)口道直行綠燈亮起時(shí)，直行車流依次通過，左轉(zhuǎn)車流則進(jìn)入左彎待轉(zhuǎn)區(qū)等待，直到左轉(zhuǎn)綠燈亮起時(shí)，在待轉(zhuǎn)區(qū)等候的左轉(zhuǎn)交通流才可左轉(zhuǎn)。[6]

在城市四路交叉口中，左轉(zhuǎn)專用車道經(jīng)常采用以下兩種布設(shè)方式:①消減中央分隔帶②設(shè)置成偏心方式。

(1)中央分隔帶寬度較大時(shí)，布設(shè)左轉(zhuǎn)專用車道是通過占用中央分隔帶和直行車道位置變換的方式，見圖1所示:

圖3　左轉(zhuǎn)專用車道分段示意圖

表1　左轉(zhuǎn)專用車道減速長度

表2　左轉(zhuǎn)專用車道反應(yīng)段長度的取值

圖4　左彎待轉(zhuǎn)區(qū)設(shè)置示意圖

(2)中央分隔帶較窄，然而它連接相鄰兩交叉口的距離不小于雙向左轉(zhuǎn)待轉(zhuǎn)車流的長度之和時(shí)，能夠通過偏心布設(shè)中央分隔帶的辦法，滿足雙向左轉(zhuǎn)的需要，如圖2所示:

3　左轉(zhuǎn)專用車道的長度

如果左轉(zhuǎn)車道長度設(shè)計(jì)的不合理，長度過短，不滿足左轉(zhuǎn)車輛停車需求，則多出的車輛將擁擠至其他方向車道;長度過長，則既會(huì)造成空間浪費(fèi)，同時(shí)也造成時(shí)間資源的浪費(fèi)。根據(jù)大量的研究學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，以下幾個(gè)因素是影響左轉(zhuǎn)專用車道長度的重點(diǎn)原因:①左轉(zhuǎn)車流長度和組成指標(biāo)，即左轉(zhuǎn)車流的長度總和及車型組成;②左轉(zhuǎn)交通量;③最小車頭時(shí)距;④行車速度。除此之外，合理的劃分左轉(zhuǎn)車道也尤為重要。根據(jù)現(xiàn)有的研究，一般把左轉(zhuǎn)車道分為待行區(qū)，減速段和反應(yīng)段這三部分。從而確定左轉(zhuǎn)專用車道的長度由三部分組成:L=L1+L2+L3。[7]如圖3所示:

3.1待行區(qū)長度L1

式中:

L1-左轉(zhuǎn)待轉(zhuǎn)區(qū)的長度（m）；

S-平均車頭間距（m）；

M-平均每分鐘轉(zhuǎn)彎車輛數(shù)（輛）。

3.2減速長度L2

式中:

V1=V0-a1t1(t1為漸變段的行駛時(shí)間3s）

a1=1.8 m/s2,a2=3m/s2

V0-主線行駛速度；

V1-側(cè)移后的速度；

V2-減速過程的末速度。

3.3反應(yīng)段長度L3

駕駛員在交叉口的感知--反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離，是由他的行駛速度和感知--反應(yīng)時(shí)間來決定。在城市道路上時(shí)，取反應(yīng)時(shí)間t=1.5s，車速v取用道路的設(shè)計(jì)行駛速度，則:

4　左彎待轉(zhuǎn)區(qū)的設(shè)置

4.1左彎待轉(zhuǎn)區(qū)設(shè)置方法

在有左轉(zhuǎn)專用車道的交叉口，設(shè)置左彎待轉(zhuǎn)區(qū)是對(duì)交叉口通行區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行渠化的一種措施。從時(shí)間上來看，由于左轉(zhuǎn)車輛提前進(jìn)入交叉口，因而不會(huì)影響側(cè)向交通流。因此，進(jìn)入交叉口時(shí)側(cè)向交通流應(yīng)與左轉(zhuǎn)車流在時(shí)間上錯(cuò)開。從空間上來看，左彎待轉(zhuǎn)區(qū)中的車輛不能影響本向和對(duì)向的直行車流，因而左彎待轉(zhuǎn)區(qū)的空間范圍與對(duì)向直行車流的行車軌跡不能相交。[8]

圖4表示了左彎待轉(zhuǎn)區(qū)的位置設(shè)置。由圖所示，左彎待轉(zhuǎn)區(qū)的停車線位置不僅提前到信控交叉口內(nèi)部，同時(shí)還向左平移了對(duì)向左轉(zhuǎn)專用車道寬度的距離。通過這種方式，既縮短了通過交叉口的左轉(zhuǎn)車輛通行時(shí)間，又降低了提前左轉(zhuǎn)的車輛對(duì)后續(xù)左轉(zhuǎn)車輛的影響，同時(shí)與對(duì)向直行車輛的行車軌跡也沒有沖突。[9]

4.2左彎待轉(zhuǎn)區(qū)長度設(shè)計(jì)

一般的，左轉(zhuǎn)待轉(zhuǎn)區(qū)設(shè)置在道路交叉口內(nèi)部，此時(shí)應(yīng)分兩種情況計(jì)算待轉(zhuǎn)區(qū)的長度。

(1)在信控交叉口中，當(dāng)進(jìn)口道的車道數(shù)與這一方向路段上車道數(shù)一樣時(shí)，在紅燈時(shí)到達(dá)交叉口的車流均能排隊(duì)進(jìn)入交叉口，因此不必限制進(jìn)口道的長度。

(2)當(dāng)左轉(zhuǎn)車道為拓寬車道時(shí)，左轉(zhuǎn)進(jìn)口道與左轉(zhuǎn)待轉(zhuǎn)區(qū)道長度之和應(yīng)不小于紅燈時(shí)左轉(zhuǎn)車輛停車等候的長度。左彎待轉(zhuǎn)區(qū)長度計(jì)算公式如下[10]:

式中，

L-左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車等待區(qū)內(nèi)多個(gè)進(jìn)口道的平均長度；

n-左彎待轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)進(jìn)口道的數(shù)量；

g-某進(jìn)口道直行方向的信號(hào)燈相位時(shí)常（s）；

l-單個(gè)車輛所需的?？块L度（m）；

Q-高峰時(shí)該進(jìn)口道方向左轉(zhuǎn)車輛到達(dá)率（pcu/ s）；

u-同一進(jìn)口方向左轉(zhuǎn)拓寬進(jìn)口道的長度（m）。

5　結(jié)論

本文從左轉(zhuǎn)車道設(shè)置的原則、設(shè)置方法以及左彎待轉(zhuǎn)區(qū)設(shè)計(jì)等角對(duì)信號(hào)控制交叉口左轉(zhuǎn)車輛的通行提供了理論參考依據(jù)，在實(shí)際道路交叉口設(shè)計(jì)中，還要根據(jù)交叉口具體情況和交通流量進(jìn)行設(shè)計(jì)。

[1]趙偉,肖貴平,苑紅偉.對(duì)城市道路交叉口左轉(zhuǎn)專用車道設(shè)計(jì)的探討[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2006,32(11):25-27.

[2]王煒,過秀成.交通工程學(xué)[M].南京:東南大學(xué)出版社,2000.

············

[3]趙偉,肖貴平,苑紅偉.對(duì)城市道路交叉口左轉(zhuǎn)專用車道設(shè)計(jì)的探討[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2006,32(11):25-27.

[4]王京元,莊焰.信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)車道設(shè)置研究[J].深圳大學(xué)學(xué)報(bào)理工版,2007,24(1):41-46.

[5]高海龍,王煒,常玉林,等.無信號(hào)交叉口臨界間隙的理論計(jì)算模型[J].中公路學(xué)報(bào),2001,14(2):78-80.

[6]馬建明.信號(hào)交叉口交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2001(2):237-239.

[7]王京元.信號(hào)交叉口時(shí)空資源綜合優(yōu)化實(shí)用方法研究[D].南京:東南大學(xué)交通學(xué)院,2006.

[8]白玉瓊,章紅慶,黃俊.平面交叉口左轉(zhuǎn)交通組織方式的探討[J].上海公路,2003(4):40-42.

[9]楊曉光.直行優(yōu)先信號(hào)控制交叉口左轉(zhuǎn)交通流延誤模型[J].中國公路學(xué)報(bào),1998(6):284-289.

[10]季彥捷,鄧衛(wèi),王煒.信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車等待區(qū)設(shè)置方法研究[J].公路交通科技,2006,23(3):135-138.

陳熹(1989—),男,安徽金寨人,碩士研究生。